(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粉炭バーナに使用される大気吸込み弁装置であって、前記微粉炭バーナは、内筒ノズル及び該内筒ノズルと同心で外側に設けられた外筒ノズルからなるノズル本体と、該ノズル本体を収納するウインドボックスと、該ウインドボックスに収納されると共に前記ノズル本体の先端部に設けられ２次空気を供給する２次空気調整装置と、前記外筒ノズルの基部に接続され該外筒ノズル内に１次空気に運搬された微粉炭を供給する１次空気導入管と、前記内筒ノズルの基部に一端が接続され該内筒ノズル内に３次空気を供給する３次空気導入管と、該３次空気導入管の他端に設けられた前記大気吸込み弁装置とを具備し、該大気吸込み弁装置は、上端を支持され自重により流路を閉塞する弁体と、該弁体に対して下流側に設けられ、上下方向に摺動自在で先端部が屈曲された開度調整部材と、該開度調整部材に嵌合可能であり該開度調整部材の軸心方向の動きを拘束する係合ピンとを有し、前記弁体は流体の動圧で下流側に開口されると共に前記開度調整部材に当接して開口が制限され、前記係合ピンにより前記開度調整部材の軸心方向の位置を調整し、前記弁体の当接位置を変化させることで該弁体の開度が調整され、前記開度調整部材を軸心を中心に回転させ先端を前記弁体と当接させることで、該弁体を全閉可能とすることを特徴とする大気吸込み弁装置。
【請求項２】
前記流路と同等の開口面積を有する筒部を更に具備し、該筒部に前記弁体と前記開度調整部材を設け、ユニット化した請求項１の大気吸込み弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気の流量を調整し逆流を防止する大気吸込み弁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ火炉に設けられる微粉炭バーナには１次空気と共に微粉炭を運搬する１次空気導入管、燃焼用空気を運搬する燃焼用空気供給路、ノズルを冷却する為、或は炉内からノズル内に炉内灰が入込むのを防止する為、大気から３次空気を取入れる３次空気導入管等が接続されている。
【０００３】
３次空気導入管は複数の配管を接続することで構成され、一端は大気に開口している。各配管の両端部にはそれぞれフランジが形成されている。又、前記３次空気導入管の中途部には逆流防止弁と流量調整弁が設けられており、前記逆流防止弁と前記流量調整弁はそれぞれ配管のフランジ間に挾設され、ボルト及びナットによって前記フランジ同士が締結されることで接続されている。更に、前記フランジと前記逆流防止弁、前記流量調整弁間にはそれぞれガスケットが介設され、接合部がシールされている。
【０００４】
前記逆流防止弁は大気を導入すると共にノズルからの３次空気の逆流を防止し、前記流量調整弁によりノズルに導入される３次空気の流量が調整可能となっている。
【０００５】
然し乍ら、従来例に於いては、３次空気の導入、逆流防止と３次空気の流量調整を行う為に、前記逆流防止弁及び前記流量調整弁とが個別に必要であり、前記逆流防止弁及び前記流量調整弁を取付ける為の配管のフランジ、各フランジ間に挾込むガスケット、フランジ同士を締結する為のボルトやナットがそれぞれ必要となる為、コスト高になると共に、組立工数が多くなるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２６４６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は斯かる実情に鑑み、流量調整機能と逆流防止機能とを兼用させることで、コストの削減及び作業労力の低減を図る大気吸込み弁装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上端を支持され自重により流路を閉塞する弁体と、該弁体に対して下流側に設けられた開度調整部材とを有し、前記弁体は流体の動圧で下流側に開口されると共に前記開度調整部材に当接して開口が制限され、更に該開度調整部材と前記弁体の当接位置で該弁体の開度が調整される大気吸込み弁装置に係るものである。
【０００９】
又本発明は、前記開度調整部材は棒状の部材であり、前記弁体の下流側に所定の距離離反して設けられ、前記流路に向って垂直に挿入され、前記開度調整部材の下端が前記弁体に当接すると該弁体の開度が決定される大気吸込み弁装置に係り、又前記開度調整部材は先端部が屈曲され、該開度調整部材を軸心を中心に回転させ先端を前記弁体と当接させることで、該弁体を全閉可能とした大気吸込み弁装置に係り、又前記流路と同等の開口面積を有する筒部を更に具備し、該筒部に前記弁体と前記開度調整部材を設け、ユニット化した大気吸込み弁装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、上端を支持され自重により流路を閉塞する弁体と、該弁体に対して下流側に設けられた開度調整部材とを有し、前記弁体は流体の動圧で下流側に開口されると共に前記開度調整部材に当接して開口が制限され、更に該開度調整部材と前記弁体の当接位置で該弁体の開度が調整されるので、前記弁体と前記開度調整部材とで流量調整機能と逆流防止機能とを兼用させることができ、部品点数を減少させると共に組立工数を削減することで、コストの削減及び作業労力の低減を図ることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例に係る大気吸込み弁装置が使用されるバーナの概略立断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る大気吸込み弁装置を示す要部拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る大気吸込み弁装置を示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１３】
先ず、図１、図２に於いて、本発明の第１の実施例について説明する。尚、図１は本発明に係る大気吸込み弁装置が微粉炭バーナ１に用いられた場合を示している。
【００１４】
図１中、２は火炉、３は該火炉２の炉壁を示している。該炉壁３にスロート４が設けられ、前記炉壁３の反火炉２側にウインドボックス５が取付けられ、該ウインドボックス５の内部に微粉炭バーナ１が前記スロート４と同心に設けられている。又、前記ウインドボックス５には燃焼用空気供給路６が接続されている。
【００１５】
前記微粉炭バーナ１は、ノズル本体７と該ノズル本体７の先端部（炉内側の端部）を囲む様に設けられた２次空気調整装置８とを具備している。
【００１６】
前記ノズル本体７は、同心に設けられた外筒ノズル９、内筒ノズル１１、該内筒ノズル１１の中心線上に配設されたオイルバーナ１２を具備している。前記外筒ノズル９、前記内筒ノズル１１の断面形状はそれぞれ円形であり、前記外筒ノズル９と前記内筒ノズル１１間には中空筒状の空間で前記火炉１側端が開放された燃料導通空間１３が形成される。
【００１７】
前記外筒ノズル９の基部（前記反火炉１側の端部）には１次空気導入管１４が、前記外筒ノズル９に接続方向から連通され、前記１次空気導入管１４は微粉炭機（図示せず）に接続されている。該１次空気導入管１４を介して１次空気１５及び該１次空気１５に運搬された微粉炭が、前記燃料導通空間１３に接続方向から流入し、該燃料導通空間１３内部を旋回しながら該燃料導通空間１３の先端から噴出される。
【００１８】
又、前記内筒ノズル１１の基部には３次空気導入管１６の一端が連通し、該３次空気導入管１６の他端は大気吸込み弁装置１７が設けられると共に大気に開口する。該大気吸込み弁装置１７は外気を吸引し、吸引された外気は３次空気として前記内筒ノズル１１内部を流れて、該内筒ノズル１１及び前記オイルバーナ１２を冷却する。又、炉内から炉内灰が前記内筒ノズル１１内部に入り込むのを防止すると共に、該内筒ノズル１１内部の圧力が上昇し、炉内のガスが前記３次空気導入管１６を逆流することを防止する。
【００１９】
前記２次空気調整装置８は、前記ノズル本体７の先端部を収納する補助空気調整機構１８と、該補助空気調整機構１８の外側に同心多重に設けられた主空気調整機構１９から構成されている。
【００２０】
前記補助空気調整機構１８は、先端に向って縮径する第１空気ガイドダクト２１と回転自在に多数設けられたインナ空気ベーン２２とを有し、該インナ空気ベーン２２はリンク機構（図示せず）を介して同期回動可能であり、空気流れに対する傾斜角を変更可能となっている。又、前記主空気調整機構１９は先端に向って縮径する第２空気ガイドダクト２３と、円周等間隔で回転可能に多数設けられたアウタ空気ベーン２４とを有し、該アウタ空気ベーン２４は、前記インナ空気ベーン２２と同様にリンク機構（図示せず）を介して同期回動可能であり、空気流れに対する傾斜角を変更可能となっている。
【００２１】
尚、前記第２空気ガイドダクト２３の先端は、前記スロート４に連続し、前記第１空気ガイドダクト２１の先端は前記炉壁３の内壁面から後退した位置にあり、前記外筒ノズル９、前記内筒ノズル１１の先端は前記第１空気ガイドダクト２１の先端より更に後退した位置となっている。
【００２２】
上記した微粉炭バーナ１での燃焼について略述すると、前記１次空気１５と共に微粉炭が前記１次空気導入管１４より前記燃料導通空間１３の基部に供給される。前記１次空気１５は、前記燃料導通空間１３を旋回しながら前記火炉２に向って流動し、又前記燃料導通空間１３を通過する過程で縮流され、前記外筒ノズル９の先端より噴出される。前記ウインドボックス５には燃焼用補助空気である２次空気２５が所要温度に昇温されて供給される。該２次空気２５は前記アウタ空気ベーン２４により旋回流が与えられ、前記第２空気ガイドダクト２３を介して前記１次空気１５、前記微粉炭と共に前記火炉２に噴出される。
【００２３】
前記微粉炭は、前記火炉２に噴出される過程で、前記燃料導通空間１３で旋回することで均一化され、２次空気２５により昇温され、更に前記火炉２内からの輻射熱を受けて加熱される。加熱によって、微粉炭から揮発分が放出され、該揮発分に着火して火炎が連続的に維持される。
【００２４】
尚、前記第２空気ガイドダクト２３に取込まれた２次空気２５の一部は前記インナ空気ベーン２２を介して前記第１空気ガイドダクト２１内部に取込まれ、２次補助空気として噴出される。又、前記インナ空気ベーン２２は、空気流れに対して傾斜しており、取込んだ一部の２次空気２５に旋回流を与える様になっている。
【００２５】
前記アウタ空気ベーン２４の風量調整、前記インナ空気ベーン２２による旋回流の強さの調整、風量調整で２次空気２５の供給量や流れの状態が変化し、微粉炭の燃焼状態が調整される。
【００２６】
通常の燃焼状態では、前記内筒ノズル１１内部は負圧となっており、外気が前記大気吸込み弁装置１７によって流量を調整された状態で吸引され、前記３次空気導入管１６を介して前記内筒ノズル１１に導かれる。吸引された空気は前記３次空気２６として前記内筒ノズル１１を流れ、噴出されることで、該内筒ノズル１１が冷却され、更に３次空気２６が前記火炉２内に向って流動することで、前記火炉２内からの灰の浸入が防止される。
【００２７】
次に、図２に於いて前記大気吸込み弁装置１７について説明する。
【００２８】
該大気吸込み弁装置１７は取付け用フランジ３２を有し、該取付け用フランジ３２と前記配管２７の端部に設けられたフランジ２８とをガスケット（図示せず）を介して接合し、前記取付け用フランジ３２と前記フランジ２８をボルト、ナット等の固着具３３，３４で締結することで前記大気吸込み弁装置１７が前記配管２７に取付けられる。
【００２９】
更に、前記大気吸込み弁装置１７について具体的に説明する。該大気吸込み弁装置１７は、前記配管２７と同径の筒部３１を有し、該筒部３１の一端部には前記取付け用フランジ３２が設けられ他端部には弁口２９を有する弁座３０が設けられている。前記配管２７は前記弁口２９を介して大気に開口する。
【００３０】
又、前記弁座３０には弁体３５がピン３６を介して枢支され、前記筒部３１の内部を３次空気２６の下流側に回転自在となっており、前記弁体３５は上端から下端に向って漸次肉厚となっており、該弁体３５の重心は図形の中心より下方に偏心し、該弁体３５に外力が作用しない状態では該弁体３５が前記弁座３０に密着する様になっている。３次空気２６導入時には前記弁体３５が３次空気２６の動圧により３次空気２６の下流側に回転し、前記弁口２９を開口し、３次空気２６が導入されていない時には前記弁体３５が自重により３次空気２６の上流側に回転し、前記弁座３０に密着し、前記弁口２９を閉塞する。
【００３１】
前記筒部３１の壁面を貫通して開度調整部材である逆Ｌ字状の開度調整ロッド３７が設けられ、該開度調整ロッド３７の貫通箇所にはシール部が設けられ、貫通箇所は気密にシールされている。該開度調整ロッド３７の前記筒部３１内の先端には、半球状の当接部３８が溶接等で固着される。前記開度調整ロッド３７は軸心方向に沿って所定のピッチで係止孔３９が穿設され、該係止孔３９には係合ピン４０が嵌脱可能に嵌合され、該係合ピン４０は係合ピン保持部４１によって前記開度調整ロッド３７の軸心方向の動きが拘束される。
【００３２】
前記微粉炭バーナ１燃焼時には、前記内筒ノズル１１内部が負圧となり、前記弁体３５が外気により押圧され、前記ピン３６を中心に上方に回転し、前記弁口２９を開口する。又、前記弁体３５が上方に回転することで、前記弁体３５が前記当接部３８に当接し、前記弁体３５の開放が制限される。
【００３３】
上記の様に、前記開度調整ロッド３７を挿入する深さによって前記弁体３５と前記当接部３８の当接部位が変化し、前記弁体３５の回転角が調整され、前記開度調整ロッド３７の挿入深さは前記係合ピン４０を嵌合する前記係止孔３９の位置で決定される。従って、前記係合ピン４０を嵌合する前記係止孔３９の位置を選択することで、前記弁口２９の開度が調整でき、流入する外気、即ち導入される３次空気２６の流量が調整される。
【００３４】
又、開放された前記弁体３５は、自重により下方に付勢されているので、前記内筒ノズル１１内部と外気との圧力差が無くなった時、或は前記内筒ノズル１１から３次空気２６が逆流した時には、前記弁体３５が自重或は逆流した３次空気２６によって上流側（閉塞方向）に回転し、前記弁体３５が前記弁座３０に密着することで３次空気２６の流路を閉塞し、３次空気２６が大気側に逆流するのを防止している。
【００３５】
上述の様に、第１の実施例では、前記大気吸込み弁装置１７が３次空気２６の流量調整機能と、３次空気２６の逆流防止機能の両方を兼ね備えているので、流量調整弁及び逆流防止弁をそれぞれ個別に設けていた従来に比べ、部品点数を減少させることでコストの削減ができると共に、組立工数を削減させることで作業労力を低減させ、製作コストの低減を図ることができ、更に煩雑な作業に伴う設置ミスの発生を抑制することができる。
【００３６】
又、第１の実施例の前記大気吸込み弁装置１７は、前記配管２７と同径の前記筒部３１に前記弁体３５や前記開度調整ロッド３７等を設けることでユニット化しているので、前記大気吸込み弁装置１７の取付けは、前記フランジ２８と前記取付け用フランジ３２とを前記固着具３３，３４で固定するだけでよく、取付け作業を簡略化することができる。
【００３７】
尚、第１の実施例の前記大気吸込み弁装置１７をユニット化せず、前記弁座３０や前記弁体３５、前記開度調整ロッド３７等を前記配管２７に直接取付ける様にしてもよい。又、開度調整部材を前記開度調整ロッド３７ではなく螺子としてもよく、開度調整部材を螺子とすることで、螺子の回転量で任意の挿入深さが得られ、前記弁体３５の開度をより細かく調整することができる。
【００３８】
次に、図３に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図３中、図２中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００３９】
第２の実施例では、第１の実施例に於ける開度調整ロッド３７（図２参照）の形状を変更している。
【００４０】
第２の実施例に於ける大気吸込み弁装置１７の開度調整部材である開度調整ロッド４２は、筒部３１の壁面を貫通して該筒部３１内部へと挿通され、挿通された前記開度調整ロッド４２の先端部が直角に屈曲され、屈曲された先端部により当接部４３が形成されている。尚、該当接部４３の先端は面取り又は球面仕上げが施されている。
【００４１】
内筒ノズル１１（図１参照）の内部が負圧の状態では、弁体３５が３次空気２６の動圧により、ピン３６を介して下流側に回転し、前記当接部４３の屈曲部に当接することで前記弁体３５の回転（開度）が制限される。
【００４２】
又、弁口２９の開度は、前記開度調整ロッド４２の挿入する深さによって調整され、外気の吸込み量が調整される。尚、前記開度調整ロッド４２の挿入深さは、所定ピッチで穿設された係止孔３９の位置を選択し、選択した前記係止孔３９に前記係合ピン４０を嵌合させることで調整される。
【００４３】
更に、前記開度調整ロッド４２を挿入し、その後回転させることで、前記弁体３５が前記当接部４３の先端によって前記弁座３０に押圧され、前記弁体３５が全閉状態で拘束される。該弁体３５が全閉状態となることで、３次空気導入管１６内の３次空気２６の流路が完全に閉塞され、３次空気２６の逆流が防止されると共に、外気の流入も遮断することができる。
【００４４】
第２の実施例の場合も、前記大気吸込み弁装置１７が３次空気２６の流量調整機能と、３次空気２６の逆流防止機能とを兼ね備えているので、従来と比べて部品点数を減少させると共に組立工数を削減することができ、コストの削減及び作業労力の低減を図ることができる。
【００４５】
又、前記大気吸込み弁装置１７をユニット化したことで該大気吸込み弁装置１７の取付け作業を簡略化でき、更に前記弁体３５の全閉状態での拘束を可能としたことで、第２の実施例に於ける前記大気吸込み弁装置１７を全閉機能を有するダンパが必要な他の箇所にも適用可能となり、部品の共通化によりコストの削減を図ることができる。
【００４６】
尚、第２の実施例では、前記当接部４３は前記開度調整ロッド４２の先端部を直角或は略直角に屈曲させることで形成されているが、該開度調整ロッド４２の下端部に半球状、或は円板状の当接部を偏心させて取付け、該当接部を偏心カムとして機能させ、前記弁体３５の全閉状態での拘束を実現させてもよい。
【００４７】
尚、前記ピン３６を前記弁体３５と一体に回転する様にすると共に、前記ピン３６の一端を外部に突出させ、突出した端部に前記ピン３６と直交するレバーを固着し、該レバーを所定の回転角で拘束する様にしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１              微粉炭バーナ
７              ノズル本体
１１            内筒ノズル
１６            ３次空気導入管
１７            大気吸込み弁装置
２６            ３次空気
２９            弁口
３０            弁座
３１            筒部
３５            弁体
３７            開度調整ロッド
３８            当接部
４２            開度調整ロッド
４３            当接部
【図１】
0005691423.tif 000002
【図２】
0005691423.tif 000003
【図３】
0005691423.tif 000004